自动驾驶是激光雷达千载难逢的机遇

如今，Waymo、优步（Uber）、Lyft、百度（Baidu）和梅赛德斯-奔驰（Mercedes-Benz）等厂商正在将价值约为20万美元的各种传感器集成到数百辆传统汽车之中，试图将其转变为可在道路上行驶的完全自动驾驶汽车，即无人驾驶汽车。举例来说，Waymo已经向一些用户提供服务，并正在集成各种传感器，如激光雷达（LiDAR）、雷达（RADAR）、摄像头、惯性测量单元（IMU）和GPS等。总体而言，到2023年无人驾驶汽车市场预计将超过10万辆，到2032年将超过100万辆。

当前的全球汽车市场每年销售约9000辆，并且自动驾驶功能正逐步成为新的发展趋势。2017年，奥迪（Audi）发布全球首款量产的Level 3自动驾驶汽车——奥迪A8，当然它也是全球首款搭载激光雷达的量产车。该车使用的激光雷达由法国领先的汽车零部件制造商法雷奥（Valeo）开发和生产。

据麦姆斯咨询报道，激光雷达技术已经应用于航天航空、科技考古、建筑测量、风电行业等多种领域，目前正面临着巨大机遇：自动驾驶对激光雷达的渴求。Yole预计全球汽车激光雷达市场将在2023年达到50亿美元，到2032年将达到280亿美元。

激光雷达发展历史

不同激光雷达的测距范围

汽车激光雷达令人印象深刻的多样性

在过去两年里，超过8亿美元被投入到激光雷达公司。尽管很多公司的创业时间很短，但是却完成了数千万美元的融资。据麦姆斯咨询介绍，成立于2016年Blackmore最近从宝马（BMW）和丰田（Toyota）获得了1800万美元资金。而2012年成立的Quanergy于2017年完成了1.8亿美元的融资。这些投融资事件说明汽车激光雷达技术还不成熟。初创企业、工业厂商、汽车一级供应商（TIer 1）和汽车OEM厂商都在采用不同的方式进行投资布局，但是成功与否还不得而知。不过，要想成为汽车激光雷达技术的领导者，必须付出一定的代价。

激光雷达产业领域的主要投融资事件

激光雷达产业领域的主要并购事件

在技术方面，丰富的产品类型令人印象深刻。目前大多数激光雷达产品使用波长在830～940纳米之间的激光器，以及宏观机械式扫描，如Velodyne发布的产品。不过，MEMS扫描镜有望成为汽车激光雷达技术的下一个发展方向，它可以使得激光雷达变小且便宜。此后，有可能是Quanergy提出的光学相控阵，它没有任何运动部件，能实现真正的全固态激光雷达，因此更加可靠，并且更小、更便宜。

一些厂商，如大陆集团（ConTInental）和XenomaTIx，提出了泛光（flash）激光雷达，该项技术也没有任何运动部件，利用激光器同时照亮整个场景。还有其它厂商提出了不同的解决方案：Cepton和Luminar发布了类似MEMS扫描镜的微动（micro-moTIon）扫描技术，而Neptec则采用了Risley棱镜。

尽管许多厂商使用830～940纳米波长（因为相应的光学元件更为普遍），但是有些厂商（如Blackmore、Neptec、Aeye和Luminar）正在研究1550纳米波长。这种波长的激光允许在200米的探测范围内对暗物体提供更高的脉冲功率，足以让高速公路中的车辆在快速行驶中及时发现危险情况并安全停车;同时该波长的激光能够被眼球强烈吸收，从而不会损伤视网膜;最后，采用该波长的激光雷达在灰尘鲁棒性方面更好。

多样性仍在继续。大多数汽车激光雷达厂商使用脉冲式的直接探测激光雷达，即将光脉冲发送射到目标，利用光电探测器测量所需时间以计算距离。有一些厂商正在研究连续波测距方法，例如，IFM和北醒（Benewake）正在研究相移测距方法，而Blackmore和Oryx正在研究频率调制测距方法。

汽车激光雷达主要厂商

                                                                                                                                           汽车激光雷达生态系统

激光雷达：从技术到应用

毫无疑问，汽车激光雷达目前正在迅速发展，但是存在替代方案。特斯拉（Tesla）宣布其不会将激光雷达应用于自动驾驶，而中国图森（TuSimple）公司正在开发没有激光雷达的自动驾驶卡车。此外，最近发布的凯迪拉克（Cadillac）超级巡航（Super Cruise）系统主要依赖于地图。在技术方面，由于激光束的偏转，汽车激光雷达获得成像能力。视觉处理和人工智能正在帮助激光雷达更好地检测和分类目标物体，从而理解三维空间。另外，红外摄像头也可以满足夜视应用。所有这些技术都以惊人的速度提升，为激光雷达厂商创造了一个竞争激烈的空间。因此，确定哪种技术将最终“统治”自动驾驶汽车，还为时尚早。但是，我们相信各种传感器之间的冗余性和互补性是汽车自动驾驶必须考虑的！

自动驾驶：激光雷达与其它传感器比较

激光雷达的新兴应用领域不局限于汽车。该技术越来越多地用于建筑和地理信息系统，也是自动导向车（AGV）的关键组成部分，可以帮助仓库实现自动化。此外，激光雷达正在风力测量方面拓展应用，逐步成为风力发电场不可或缺的要素。

自动驾驶成为当前汽车产业乃至整个科技行业中最受关注的技术之一;无人驾驶技术也已经从疯狂的科幻创意变成了汽车行业的未来。不出意外，自动驾驶技术将会广泛出现在我们的生活之中，但美好的前景下也依然有着现实的困难。为汽车提供3D视觉功能的激光雷达是解决自动驾驶困难的关键技术。未来汽车将如何发展？让我们拭目以待吧！

汽车激光雷达技术发展路线图